[精品]燃料燃烧及分析

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1、燃料及燃烧从整个燃烧过程來看,燃料的燃烧是物理学化现象的综合过程,这些物理化学现彖之间互相联系和制约,并以其纵使关系决定着燃料燃烧的最终结果。特别是在丄业炉的燃烧条件卜,由于燃烧空间屮燃料与空气的混合过程以及反应物质的浓度与温度的分布都和流体介质的速度分布密切相关,因此,燃烧空间的气体动力场的结构及其热力条件往往是影响整个燃烧过程的主要的、甚至是决定性的因素。一、煤的种类根据母体物质炭化程度的不同,可将煤分为四人类:泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤1、泥煤泥煤是最年青的煤,也就是由植物刚刚变來的煤。在结构上,它尚保留着植物遗体的痕迹,质地疏松,吸水性强

2、。含大然水份高达40%以上,需要进行露大干燥,风干后的堆积密度为300〜450kg/m3。在化学成分上,与其他煤种相比,泥煤含氧量最多,髙达28%〜38%,含碳较少。在使用性能上,泥煤的挥发分高,可燃性好,反应性强,含硫量低,机械性能很差,灰分熔点很低。在T业上,泥煤的主要用途是用来烧锅炉和做气化原料,也可制作焦炭供小高炉使用。由于以上特点,泥煤的工业价值不大,更不适于远途运输,只可作为地方性燃料在产区附近使用。2、褐煤褐煤是泥煤经过进一步变化后所生成的,由于能将热碱水染成褐色而得名。它已完成了植物遗体的炭化过程,在性质上为泥煤有很大的不同。・

3、泥煤和比,它的密度较大,含碳量较高,氢和氧的含量较小,挥发分产率较低,堆积密度750〜800kg/m3o褐煤的使用性能是粘结性弱,极易氧化和口燃,吸水性较强。新开釆出来的褐煤机械强度较大,但在空气中极易风化和破碎,因而也不适于远地运输和长期储存,貝能作为地方性燃料使用。3、烟煤烟煤是一种炭化程度较高的的煤。与褐煤相比,它的挥发分较少,密度较大,吸水性较小,含碳量增加,氢和氧的含量减少。烟煤是冶金工业和动力工业不可缺少的燃料,也是近代化学工业最要原料。烟煤的最大特点是具有粘结性,这是其他固休燃料所没有的,因此它是炼焦的主要原料。应当指出的是,不是

4、所有的烟煤都具有生气同样的粘结性,也不是所有具冇粘结性的煤都适于炼焦。为了适应炼焦和造气的工艺要求来合理地使用烟煤,冇关部门又根据粘结性的强弱及挥发分产率的大小等物理化学性质,进一步将烟煤分为长焰煤、气煤、肥煤、结焦煤、瘦煤等不同的品种。其中,长焰煤和气煤的挥发分含量高,因而容易燃烧和适于制造煤气。结焦煤具有良好的结焦性,适于牛产优质冶金焦炭,但因在自然界储量不多,为了节约使用,通常在不影响焦炭质量的情况下与其他煤种混合使用。4、无烟煤无烟煤是矿物化程度最高的煤,也是年龄最老的煤。它的特点是密度人,含碳最高,挥发分极少,组织致密而坚硬,吸水性小

5、,适于长途运输和长期储存。无烟煤的主要缺点是受热时容易爆裂成碎片,对燃性较差,不易着火。但由于其发热量大(约为29260kJ/kg,灰分少,含硫量低,而且分布较广,因此受到重视。据有部门研究,将无烟煤进行热处理示,可以提高抗爆性,称为耐热无烟煤,可以用于气化,或在小高米和化铁炉中代替焦炭使用。二、煤的化学组成煤的主要可燃原素是碳,其次是氢,并含有少量的氧、氮、硫,它们与碳和氢一起构成可燃化合物,称为煤的可燃质。除此之外,在煤屮还或多或少地含有一些不可燃的矿物质灰分(A)和水分(W),称为煤的惰性质。一般情况下,主要是根据煤中C、H、0、N、S诸

6、元素的分析值及水分和灰分的百分含最来了解该种煤的化学组成。现将各组分的主要特性说明如下。硫在燃料中是一种极为有害的物质。这是因为,硫燃烧后生成物的SO2和SO3能危害人体健康和造成人气污染,在加热屮能造成金属的氧化和脱碳,在锅炉屮能引起锅炉换热面的腐蚀,而且,焦炭屮的硫还能彩响牛铁和钢的质量。因此,作为冶金燃料,对其含硫量必须严格控制。例如炼焦用煤在入炉以前必须进行洗选,以除掉黄铁矿硫和硫酸盐硫,根据有关资料介绍,焦炉洗梢煤的含硫应控制在0.6%以下为好。三、煤的工业分析值煤的工业分析内容是测定水分、灰分、挥发分和固定碳的百分含量。把煤在隔离空

7、气的情况下加热时(則•二•股•班说的.壬倒.),随着温度的升高,煤将发生以下的变化:温度°C变化100〜150水分蒸发150〜200放出所吸收的CO2200〜250化合物明显分解300开始放出含焦油很多的气体(各种轻碳氢化合物)350〜400可燃质激烈分解,放出CH4,H2,C2H4以及其他焦汕蒸气450放出大量焦汕气500焦油气逐渐减少1000〜1100完全停止一切气体逸出,形成固体焦炭在上述T饰过程屮,除外部水分外,逸出的全部气体称为挥发分(V),它主要是由煤的矿物结品水、挥发性成分、热分解产物等构成,包括CO2,CO,H2,CH4,CmH

8、m,N2以及一部分热解水和矿物结晶水。挥发分逸出后所剩下的固体残留物叫做焦块。其中的碳素称为煤的固定碳即固定碳%=100%-(W%+A%+V%)根据国

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